Sanna Ranto, LUKUTEORIA JA ALGEBRA
Versio 1, 1.11.2003
RENGAS
 

Esimerkkejä nollanjakajista ja kokonaisalueista

Esimerkki. Renkaassa (Z10, +, . ) jäännösluokat 2- ja 5- ovat nollanjakajia, sillä 2- . 5- = 10- = 0-.

Esimerkki. Matriisi (       )
   1  2
   2  4 on nollanjakaja renkaassa (Mn(R), +, . ), missä operaatiot ovat matriisien yhteenlasku ja matriisitulo, sillä

(      )   (          )    (       )
  1  2        6    2         0  0
  2  4    .  - 3  - 1   =    0  0    .

Esimerkki. Osoitetaan, että renkaan (Zm, +, . ) alkio a- on nollanjakaja jos ja vain jos a-/=0- ja syt(a,m) > 1.

Oletetaan ensin, että a-/=0- ja syt(a,m) > 1. Merkitään syt(a,m) = d, silloin a = a1d ja m = m1d joillekin luvuille a1 ja m1. Nyt am1 = a1dm1 = a1m, siis -----
am1 = --
0 renkassa Zm. Koska d > 1, niin m > m1 ja m /| m1, joten ---
m1/=--
0. Täten --
a on nollanjakaja.

Oletetaan toiseksi, että alkio a- on renkaan Zm nollanjakaja. Silloin on olemassa sellainen -
b  (- Zm, -
b/=-
0, että --
a . -
b = --
0. Renkaassa Z m tämä tarkoittaa sitä, että m | ab. Koska --
a/=--
0 ja -
b/=-
0, niin m /| a ja m /| b. Välttämättä siis syt(a,m) > 1 (ajattele lukujen alkutekijähajotelmaa).

Esimerkki. Edellisen esimerkin nojalla rengas (Zm, +, . ) on kokonaisalue jos ja vain jos m on alkuluku. Silloin tämän jäännösluokkarenkaan karakteristika on m.

Esimerkki. Kaikki lukurenkaat ovat kokonaisalueita. Kaikkien sivulla Esimerkkejä renkaista esitettyjen lukurenkaiden karakteristika on 0.

Esimerkki. Olkoon p alkuluku. Binomikertoimet

(  )
  p     ----p!----   ----------1-.2 .....p-----------
  k  =  k!(p-  k)! = (1 .2 .....k)(1 .2 .....(p - k)),

kaikilla k = 1, 2,...,p - 1, ovat jaollisia luvulla p, koska p on tekijänä osoittajassa, mutta nimittäjässä se ei ole (p on alkuluku). Toisaalta tiedetään, että binomikerroin on aina kokonaisluku, joten p on binomikertoimen (p)
 k tekijä, kun 0 < k < p.

Olkoon (D, +, . ) kokonaisalue, jonka karakteristika on p. Kokonaisalueen kommutatiivisuuden nojalla voidaan binomikaavaa käyttää laskettaessa kokonaisalueessa D sen alkioiden summan potenssia. Siis, jos a,b  (- D, niin

            sum p (  )         (  )      ( )
(a + b)p =      p  akbp-k =   p  bp +  p  ap = ap + bp,
                k             0        p
           k=0

koska char (D) = p.


Linkit:
Kokonaisalue
Aritmetiikan peruslause
Esimerkkejä renkaista